二甲基硅酰二哌嗪的合成开题报告

1. 研究目的与意义

传统的阻燃剂由于其存在添加量大、发烟量大和产生有毒、腐蚀性气体等严重缺点正被新一代环保型阻燃剂所替代^[1]，在有机阻燃剂中，以磷系阻燃剂和氮系阻燃剂为代表的绿色阻燃剂已成为十分重要的阻燃剂前沿领域。含有机硅元素阻燃剂是一种新型阻燃体系，具有阻燃效率高，绿色环保和易相容的无卤阻燃剂，整体阻燃效果良好，抑烟性高热稳定性好，同时有普遍设备的良好加工性能^[2]。而氮系阻燃剂是一种新型高效环保型阻燃剂,具有毒性小、阻燃效率高、腐蚀性小、热分解温度较高及对环境友好等特点^[3]，在此基础上兼具氮系阻燃剂和有机硅阻燃体系的(聚)二甲基硅酰二哌嗪的合成与应用，是一个值得研究的课题。以三聚氰胺和二氯二甲基硅烷为原料所合成的氮硅协同阻燃剂已被证实有良好的热稳定性，材料相容性和阻燃效果^[4]。

本课题的选题目的旨在通过实验合成(聚)二甲基硅酰二哌嗪并探究其性能，协同阻燃的效果。

本课题的意义：近年来，随着国内溴素价格的上涨和环保压力的增大，无卤阻燃剂替代溴系阻燃剂的趋势不断强化^[5]，溴系阻燃剂的市场呈现出一定的萎缩状态，而本课题的展开，即(聚)二甲基硅酰二哌嗪合成与应用，将拓展无卤、绿色阻燃剂的种类，并将具有十分广阔的市场前景。

2. 研究内容和预期目标

研究内容:设计实验以二氯二甲基硅烷和无水哌嗪为原料反应得到（聚）二甲基硅酰二哌嗪，其合成的化学方程式如下

通过改变影响实验的因素在不同水平多次实验得到最佳的反应条件，并利用相关仪器对目标产物的结构进行鉴定再将产物添加至886不饱和树脂中及对其阻燃性能进行分析

3. 研究的方法与步骤

从产物分子的结构设计出发，并经一步反应直接制得目标产物（聚）二甲基硅酰哌嗪。

具体研究方法如下：在装有温度计和回流装置的三颈烧瓶中加入无水哌嗪和氯仿（反应体系要求无水），在磁力搅拌下缓慢滴加二氯二甲基硅烷的氯仿溶液。控制反应温度，旋蒸后提纯产物。

此外，本课题还将展开如下工作：

4. 参考文献

[1]王栋,李树奎,刘吉平.磷氮膨胀型阻燃剂的研究进展[c].湖北,2014年全国阻燃学术年会,2014,222-226.

[2]柳忠,刘玉峰,杨旭,王红宁.有机硅和纳米氧化材料协同阻燃剂的研究[j].化工设计通讯,2019,45(05):174-181.

[3]吕娇,梁嘉鸣,梁兵.无卤磷、氮阻燃剂的研究进展[j].化工新型材料,2016,44(03):12-14.

5. 计划与进度安排

(1) 1-4周：通过文献的调研，完成英文的翻译以及开题报告

(2) 5-15周：完成合成、表征、测试等实验工作，并撰写本科毕业论文

(3) 16-17周：参加专业答辩